Estudio sobre la microestructura y propiedades de la junta de interconexión compuesta de polvo de cobre y metal...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los Materiales
• Metalurgia
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• La unión por fase transitoria a baja temperatura (TLPB) utilizando galio líquido (Ga) ofrece potencial para las interconexiones electrónicas.
• La optimización de la microestructura y el rendimiento de la junta de TLPB a base de Ga sigue siendo un desafío importante.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar e investigar una pasta compuesta de polvo de cobre (Cu)/galio (Ga) para interconexiones Cu/Cu.
• Estudiar sistemáticamente los efectos del tamaño de partícula y la fracción másica del polvo de Cu en las propiedades de la junta.

Principales métodos:

• Fabricación de pastas compuestas de Cu/Ga con diferentes tamaños de partícula de polvo de Cu (10-40 μm) y fracciones másicas (10-30 % en peso).
• Evaluación de la microestructura de la junta, la conductividad eléctrica y la resistencia al cizallamiento bajo diferentes condiciones de unión (temperatura, presión, tiempo).

Principales resultados:

• La unión óptima a 220 °C, 5 MPa y 720 min produjo una microestructura densa de compuesto intermetálico (IMC) (Cu9Ga4 y CuGa2).
• Se logró una alta conductividad eléctrica (1,1 × 10^7 S·m^-1) y resistencia al cizallamiento (52,2 MPa).
• Incluso la unión rápida (1 min) resultó en una resistencia al cizallamiento de 39,2 MPa.

Conclusiones:

• El ajuste de la formulación de la pasta compuesta optimiza sinérgicamente las propiedades eléctricas y mecánicas de las juntas TLPB de Cu-Ga.
• El proceso desarrollado demuestra potencial para aplicaciones de interconexión de alta eficiencia y corto tiempo en empaquetado avanzado.